Sobre o Método Científico

Material da Disciplina de Metodologia do Trabalho e da Pesquisa Científica (MTPC) - CS644
Curso de Graduação em Nutrição - Centro de Ciências da Saúde (CCS) 
Universidade Estadual do Ceará (UECE)

O Método Científico

Resumo Descritivo: Caráter epistemológico da investigação. O método nas principais correntes epistemológicas. A relação sujeito-objeto. Objetividade e neutralidade na pesquisa em Saúde. Metodologias qualitativas e quantitativas.

1. CARÁTER EPISTEMOLÓGICO DA INVESTIGAÇÃO

Sendo a epistemologia um ramo da filosofia que estuda a origem, a estrutura, os métodos e a validade do conhecimento produzido pelo homem, ela é disciplina que remete a uma reflexão da prática dos cientistas, tendo como objetivo a investigação científica, em seu processo de gênese, de formação e de progressiva estruturação (Martins, 1994). Em outras palavras, epistemologia é o estudo crítico dos princípios, das hipóteses, e dos resultados das diversas ciências, destinado a determinar a sua origem lógica, o seu valor e a sua objetividade (Brabo, 2002).

Para Theóphilo (2000), a epistemologia representa um polo de processo de pesquisa, na busca por conhecimento sobre os objetos investigados, que organiza os elementos do processo de construção do objeto científico em 4 polos: 1) o epistemológico, 2) o teórico, 3) o técnico e 4) o metodológico.

No primeiro polo, o epistemológico, opera-se a permanente construção do objeto científico e a definição dos limites da problemática de investigação, ocorrendo uma constante reformulação dos parâmetros discursivos, dos paradigmas e dos critérios de cientificidade que orientam todo o processo de investigação. Dessa forma, no polo epistemológico, o pesquisador assegura a construção do seu objeto de conhecimento ou problemática de investigação, inserido numa linguagem e paradigma científico. Martins (1994) classifica os enfoques epistemológicos em: empirista, positivista, sistêmico, funcionalista, fenomenológico, hermenêutico e crítico-dialético. Três abordagens ou enfoques epistemológicos mistos ou mais flexíveis seriam: a) empírico-analíticos; b) hermenêuticos e c) crítico-dialéticos. Em a) essas abordagens seguem princípios que exigem, no tratamento do objeto, o uso de variáveis, sejam organizadas experimentalmente como variáveis independentes ou dependentes, ou sistematizadas como variáveis de entrada, saída, de contexto, sejam organizadas segundo determinem papéis, facetas, funções, sejam tidas como indicadores que se apresentam concomitantemente.

Exemplo de uma abordagem empírico-teórica pode ser uma pesquisa bibliográfica e documental com emprego de técnicas de análise de conteúdo e de métodos quantitativos. A natureza da pesquisa pode impor atividades exploratórias de levantamento, sistematização e análise de características, ou seja, o polo técnico do processo de produção científica que compreende os procedimentos de coleta, organização e tratamento dos dados e informações.

Pode-se dizer, portanto, que a investigação científica pode se enquadrar nos limites da análise epistemológica e metodológica.

2. ORIGENS DO MÉTODO CIENTÍFICO

A questão sobre quem “inventou” o método científico é uma das mais difíceis de se responder, simplesmente porque é extremamente difícil saber quando o método científico realmente “começou” (ver texto de Martyn Shuttleworth, 2009), mas o certo é que as bases do método científico remontam aos primórdios da civilização humana, estando difusas por diversas origens  que se complementaram. As raízes da pesquisa científica formal residem, portanto, no trabalho coletivo de inúmeros indivíduos da antiguidade, Gregos, Persas, Indianos, Chineses, e Europeus. É certo afirmar, portanto, que ninguém nem nenhum povo isoladamente “inventou o método científico”, já que ele está em constante evolução e modificação. Alguns reputam ao matemático Grego Pythagoras o pioneirismo na promoção da hipótese científica por ele, baseando-se num estudo descritivo do  movimento das estrelas no século X BC, haver proposto que a Terra era redonda. Os muçulmanos, entre os séculos X e XIV, foram os primeiros a ensaiar o desenvolvimento de um método científico, ao serem pioneiros no uso do experimento e da observação, como bases da ciência. Alguns historiadores reputam a este período como sendo o do nascimento da ciência. Dentre os grandes estudiosos deste período, Al-Haytham é reconhecido como o arquiteto do método científico muçulmano, cujos passos seriam os seguintes:

• Observação do mundo natural

• Definição de um problema

• Formulação de uma hipótese robusta (viável)

• Teste da hipótese através da experimentação

• Acesso e análise dos resultados

• Interpretação dos dados e elaboração das conclusões

• Publicação dos achados

Tais passos são muito similares ao método científico moderno e se tornaram a base da ciência ocidental durante o Renascimento. Al-Haytham chegou mesmo a insistir acerca da repetibilidade e da replicabilidade dos resultados, e outros estudiosos adicionaram ideias tais como a revisão por pares (peer review), ajudando a compreender ainda mais o mundo natural do passo 1 do método muçulmano. Outros estudiosos muçulmanos foram Al-Biruni, que alertou sobre os observadores humanos e suas tendências aos erros e vícios, Al-Rahwi, Abu Jābir, and Ibn Sina (Avicenna). Essas contribuições  ajudaram a criar a chamada Era de Ouro da Ciência Islâmica. Entretanto, com o declínio do poder muçulmano, a história do método científico passou a prevalecer na Europa e no  Renascimento.

Na Europa renascentista, muito ajudada pela sabedoria herdada dos Gregos e Árabes, Roger Bacon (1214 – 1284) é creditado como o primeiro estudioso a promover o raciocínio indutivo (inductive reasoning) como parte do método científico. Aqui, os achados de um experimento são generalizados para o mundo em geral, um processo usado por quase todos os cientistas modernos. Ele desenvolveu a ideia de fazer  observações, hipóteses e experimentações para testar as hipóteses, documentando muito bem seus experimentos, meticulosamente, para que outros pesquisadores pudessem repeti-los, verificando seus resultados. Sua versão do método científico Islâmico envolveu quatro passos principais, que fundamentam o nosso método científico moderno.
    •    Observação
    •    Hipótese
    •    Experimentação
    •    Verificação

Esse processo continuou com o Iluminismo, de Francis Bacon (1561 – 1626) e de Descartes (1596 – 1650). Francis Bacon continuou o trabalho de fortalecimento do processo indutivo, reiterando que toda descoberta científica deve proceder através de um processo de observação, experimentação, análise e raciocínio indutivo. Ele acreditava que a evidência experimental podia ser usada para eliminar teorias conflitantes e se aproximar da verdade. O método era uma maneira de relacionar observações ao universo e aos fenômenos naturais através do estabelecimento de causas e efeitos. O método indutivo de Bacon consistia em:
    •    Observações Empíricas
    •    Experimentos Sistemáticos
    •    Análise da Evidência Experimental
    •    Raciocínio Indutivo

O grande filósofo e matemático Descartes (1596 – 1650), por outro lado, acreditava firmemente que o universo era como uma grande máquina e que, portanto, se alguém entendesse as leis básicas do universo, poderia deduzir como qualquer coisa agiria. Descartes rompeu, assim, com o modelo da indução e raciocínio, propondo que a dedução seria a única maneira de aprendizado e compreensão, retornando aos ensinamentos de Platão. O método dedutivo, de Descartes, que parte do geral e desce ao particular, era quase o reverso da indução:
    •    Estabelecimento dos Primeiros Princípios   
    •    Raciocínio Dedutivo   
    •    Interpretação
    •    Análise Matemática

Galileo (1564 – 1642) é lembrado por seu famoso experimento sobre gravidade, mas ele também contribuiu muito para o estabelecimento do método científico. Alguns pesquisadores, como Einstein e Hawking, atribuem a ele a denominação de “pai da ciência moderna”. Certamente a sua metodologia moldou a física e outras áreas baseadas nos teoremas matemáticos com métodos que foram as origens da ruptura entre ciência e religião, incluíram uma padronização de mensurações permitindo que  os resultados experimentais fossem verificados a qualquer tempo. Galileo usou um método pesadamente indutivo porque ele acreditava que nenhuma evidência empírica poderia  combinar-se perfeitamente com as predições teóricas. Ele achava que seria impossível para um experimentador levar em conta cada uma das variáveis possíveis. No mundo da Física, Galileo teorizou que a massa não teria efeito sobre a aceleração gravitacional e que nenhum experimento poderia jamais almejar medir isso perfeitamente, por causa da resistência ao ar, fricção e outras imprecisões com dispositivos de tempo e de métodos. No entanto, a repetição por pesquisadores independentes poderiam construir um corpo de evidências que permitisse uma extrapolação à teoria geral a ser feita. Esse período, cobrindo os séculos XVI e XVII, é geralmente referido como a Revolução  Científica, e agregou mais alguns elementos requeridos para o método científico. A maioria dos historiadores citam como início da Revolução  Científica a publicação do livro "De Revolutionibus Orbium Coelestium" (On the Revolutions of the Heavenly Spheres) em 1543 pelo astrônomo Polonês Nicolaus Copernicus, cuja cuidadosa observação e descrição do movimento dos planetas em relação à Terra o levou a hipotetizar que o Sol era o centro do sistema solar. Em 1660, era criada a The Royal Society, fornecendo um painel de experts para aconselhar e guiar a difusão de informações, estabelecendo um periódico para auxiliar nesse processo. Esse comitê regulamentou que a evidência experimental sempre sobrepõe a evidência teórica, o que é um dos pilares da ciência moderna. Naturalmente, a instalação de um painel de especialistas e a fundação de periódicos (journals) levou ao advento da genuína revisão por pares (o peer review), um processo adaptado das práticas Muçulmanas.

A Revolução Científica alcançou seu ápice com Isaac Newton, que deu talvez a maior contribuição da história do método científico. Ele refinou o processo para o que é usado hoje, e foi o primeiro a reconhecer que a descoberta científica necessitava tanto da indução quanto da dedução, uma revolução no método científico que alçou a ciência à era moderna. Depois de Newton, muitos estudiosos ainda refinaram o método científico, incluindo Einstein, Russell, Popper e Feyerabend, dentre outros. Entretanto, desde então, talvez não seja mais correto se referir ao ‘método científico,’ mas sim ao ‘método físico’ ou ao ‘método psicológico,’ uma vez que cada disciplina ou área científica começou a usar sua própria metodologia e terminologia.

Reconhecendo que as crenças pessoais e culturais podem influenciar tanto as percepções quanto as interpretações dos fenômenos naturais, há todo um interesse de que, através do uso de procedimentos e critérios padrões, tais influências sejam minimizadas ao se desenvolver uma teoria. Assim, o método científico contemporâneo emprega quatro passos para se estabelecer:

    •    Observação e descrição de um fenômeno ou grupo de fenômenos   
    •    Formulação de uma hipótese para explicar o fenômeno1.    
    •    Uso da hipótese para predição qualitativa de outros fenômenos ou quantitativa dos resultados de novas observações.
    •    Realização de independentes testes experimentais das predições

Se os experimentos confirmarem a hipótese, ela pode ser considerada uma teoria ou lei da natureza; em caso contrário, ela será rejeitada ou modificada. O que é crucial nesta descrição do método científico é exatamente o seu poder preditivo (a capacidade de se extrair mais do que se colocou na teoria, segundo Barrow, 1991) da hipótese ou teoria, conforme testado pelo experimento. Comumente se diz que as teorias não podem nunca ser totalmente provadas, mas podem ser totalmente rejeitadas, porque há sempre a possibilidade de que uma nova observação ou um novo experimento venha a conflitar  com uma teoria estabelecida anteriormente.

1 Na Física, a hipótese geralmente assume a forma de um mecanismo causal ou de uma relação matemática.

Texto traduzido, adaptado e customizado a partir de:

http://www.experiment-resources.com/who-invented-the-scientific-method.html#ixzz1JGFxVy8H

http://teacher.pas.rochester.edu/phy_labs/appendixe/appendixe.html

3. DEFINIÇÃO DE MÉTODO CIENTÍFICO (Martyn Shuttleworth, 2009)

“Os princípios e processos empíricos de descoberta e demonstração considerados característicos de ou necessários para a investigação científica, geralmente envolvendo a observação de fenômenos são:  formulação de hipóteses acerca dos fenômenos, experimentação para demonstrar a veracidade ou falsidade das hipóteses, e uma conclusão que valide ou modifique as hipóteses.”

”Ciência: Abordagem rigorosa, sistemática, designada para eliminar vícios e outras influências subjetivas na busca, identificação, e mensuração ou validação de fatos e relações causa-efeito, a partir da qual as leis científicas podem ser deduzidas.”

O Santo Graal (ou holy grail) da Ciência, aquilo que alcança absoluta e incontestável prova, o irrefutável ou infalível por assim dizer, não corresponde em nada à verdadeira Ciência que é plena de imprecisões intrínsecas e artefatos próprios da atividade de pesquisa e do trabalho científico. Ciente dessas limitações, é sempre válido conhecer as definições magistrais de Popper, Feyerabend e Kuhn, em que a compreensão de como a ciência é imperfeita relembra-nos dos protocolos estritos que ditam a filosofia subjacente à pesquisa científica. De fato, com exceção de algumas poucas ciências físicas estritamente definidas, a maioria das áreas de ciências, incluindo as da Saúde e da Vida, curvam-se e se adaptam a essas regras, especialmente as disciplinas que envolvem a imprevisibilidade dos organismos vivos. De certo modo, para se curvar e se adaptar às regras, é preciso entendê-las.

O aspecto empírico do método científico.

A Ciência se baseia em observação e mensuração, além de poder envolver também algum tipo de experimentação prática. Isso compreende desde a mensuração Doppler Shift de uma galáxia distante até a pesquisa com questionários num shopping center, p.ex. Por mais óbvio que isso pareça, tal distinção remonta aos tempos da Grécia Antiga e seus filósofos. Platão acreditava que todo conhecimento poderia ser racionalizado; já Aristóteles acreditava que o conhecimento se embasava na observação empírica e na mensuração. Isso traz à tona uma interessante anomalia porque, estritamente falando, grandes físicos, como Einstein e Stephen Hawking, p.ex., não seriam tidos como cientistas. Eles geraram teorias essenciais e elegantes com modelos matemáticos refinados que descrevem o universo e a natureza do próprio tempo, mas nunca mediram nada; o que os tornaria meros matemáticos, ocupando seu próprio nicho particular, e deveriam, portanto, ser referidos como teóricos. Ainda assim, eles são conhecidos como cientistas e realmente se utilizaram (ou se apropriaram) do método científico à medida em que quaisquer de suas teorias podem ser destruídas por um único indício de evidência empírica.

O método científico se baseia em dados.

O método científico usa algum tipo de mensuração/medida para analisar os resultados, retro-alimentando as teorias com esses achados sobre o que se sabe do mundo. Há dois principais modos de se obter dados: através de mensuração/medida e através de observação; o que se convenciona chamar de análises quantitativas e qualitativas, respectivamente.

Análises Quantitativas se associam geralmente com as chamadas “ciências duras” (‘hard’ sciences), como a física, química, astronomia, e podem ser alcançadas através de experimentação ou de observação. Por exemplo:

    •    Ao final de um experimento, 50% das bactérias na amostra tratada com penicilina sobreviveram.
    •    Um experimento mostrou que a lua está 384.403 km distante da Terra.
    •    O pH da solução é de 7.1

Como regra geral, uma unidade quantitativa possui uma unidade de medida respectiva, alguma unidade cientificamente reconhecida (SI) ou derivada de uma unidade SI. Percentagens e números entram nesta categoria. Já as medidas qualitativas são baseadas em observação e geralmente exigem algum tipo de manipulação ou escala numérica. Exemplificando, se um cientista social entrevista usuários de drogas num estudo de casos, documentando o que eles percebem, ele não estaria executando uma pesquisa científica, mesmo que a pesquisa seja útil, Contudo, se ele realiza algum tipo de manipulação, tal como definir uma escala para averiguar a intensidade da resposta às questões específicas, então ele está gerando resultados qualitativos.

    •    Em média, os entrevistados mostraram um nível de ansiedade de quatro (04).
    •    91% dos entrevistados afirmaram preferir tal marca de bebida alcoólica.

De modo geral, as medidas qualitativas são arbitrárias, numa escala designada para medir  respostas e ideias abstratas. Medir ansiedade, preferência, dor e agressão, p.ex., são ilustrações de conceitos medidos qualitativamente. Para um pequeno grupo de testes já bem estabelecidos, os resultados são frequentemente considerados quantitativos, tais como o QI (Quociente de Inteligência) e o QE (Quociente Emocional). Ambos os tipos de dados são extremamente importantes e a maioria dos cientistas usa ambos os tipos em suas pesquisas.

Uma pesquisadora médica pode delinear experimentos para testar a efetividade de uma droga, usando um placebo como contraste. No entanto, ela pode conduzir estudos de caso em poucos indivíduos-teste, num experimento-piloto para garantir que os seus experimentos sejam seguros.

O aspecto intelectual e visionário do método científico.

A Ciência requer visão e a habilidade/capacidade de observar as implicações dos resultados. Coletar dados é parte do processo, e eles precisam ser analisados e interpretados. No entanto, o lado visionário da Ciência reside em relacionar os achados da pesquisa de volta ao mundo real, ou seja, na indução ou raciocínio indutivo. Tome-se por exemplo Alfred Wegener, que foi o primeiro cientista a propor a ideia da deriva dos continentes em 1912. Ele notou que os mesmos fósseis eram encontrados em ambos os lados do Atlântico, em rochas antigas, e que as plataformas continentais da África e da América do Sul pareciam se encaixar. Ele, então, induziu que elas uma vez devem ter estado juntas e, por essa opinião que desafiava o paradigma vigente, ele foi ridicularizado no início do século XX. Ao longo do tempo, desde então, as evidências foram se acumulando e mostrando que ele estava, de fato, correto e que ele foi sim um verdadeiro visionário.

O método científico usa experimentos para testar predições

Esse processo de indução e generalização permite aos cientistas fazer predições a respeito de como eles pensam que alguma coisa pode se comportar, e daí delinear um experimento para testar isso. Nem sempre isso significa usar tubos de ensaio num laboratório ou delinear levantamentos; pode também significar tomar medidas e observar o mundo natural. As ideias de Wegener, mesmo havendo sido denegridas por muitos cientistas, estimularam o interesse de uns poucos que foram em busca de evidências que mostrassem que os continentes moviam-se no entorno da Terra. Agora se conhece, por um processo de predição e mensuração, o movimento das placas tectônicas2.

O aspecto sistemático e metódico do método científico.

Os cientistas costumam ser muito conservadores em como abordar seus resultados, sendo naturalmente céticos. Geralmente é preciso mais de um experimento para mudar a maneira como um cientista pensa e, por mais gritantes que sejam as evidências, os resultados precisam ser re-testados e repetidos exaustivamente até que um conjunto sólido de evidências seja alcançado. Esse processo assegura que os pesquisadores não cometam tantos erros ou propositadamente manipulem evidências. No caso de Alfred Wegener, as ideias dele só foram aceitas depois de sua morte, quando a quantidade de evidências suportando a deriva dos continentes se tornou irrefutável. Tal processo de mudança das teorias vigentes, chamado de quebra de paradigma (paradigm shift) é parte integral do método científico. A maioria das pesquisas revolucionárias, como a Teoria da Relatividade de Einstein ou a Genética Mendeliana, causa uma ruptura imensa no pensamento científico dominante.

Em suma, o método científico evoluiu, ao longo de muitos séculos, a fim de garantir que os cientistas fizessem (e continuassem fazendo) descobertas significativas, baseadas na lógica e na razão (racionalidade), ao invés da emoção. O processo exato varia entre as várias disciplinas científicas, mas todas seguem o princípio geral de observação - predição - teste - generalização.

2 Uma teoria científica que descreve os grandes movimentos da litosfera da Terra (Little, Fowler & Coulson (1990).

Texto traduzido, adaptado e customizado a partir de:
 http://www.experiment-resources.com/who-invented-the-scientific-method.html#ixzz1JGFxVy8H

4. MOTIVOS E MEIOS DO MÉTODO CIENTÍFICO

O método científico, como desenvolvido por Bacon e Newton, continuou a ser o principal motor da descoberta científica por três séculos, mas as ideias deles se basearam num tempo em que a maioria dos cientistas eram polivalentes, trabalhando em muitas áreas distintas e também entendendo sobre filosofia e teologia. A Ciência foi gradativamente se afastando deste tipo de atuação e a crescente complexidade de temas científicos, aliada ao aumento tanto da amplitude quanto da profundidade da pesquisa científica, tornou impossível o trabalho em muitas disciplinas ao mesmo tempo.

À medida em que a Ciência foi se separando em química, física, biologia, etc, a história do método científico foi se tornando também bem mais complexa. Evidentemente, o método científico ideal não funciona para todas as disciplinas, sendo que as diferentes áreas precisam adaptá-lo e modificá-lo adequadamente, inclusive desenvolvendo sua própria “filosofia” científica, de modo a evitar a falsificação e buscar sempre a aceitação e a validação de seus resultados.

Sendo assim, qual seria, então, o motivo para um método científico? Uma boa resposta seria: tirar conclusões sobre os estudos feitos com o mínimo de erros, minimizando a  influência de opiniões pessoais e tendenciosas através da padronização de métodos para testar hipóteses que sejam usados por toda uma comunidade científica.